专利名称：光刻机台、显影装置及其显影方法
技术领域：
本发明涉及光刻工艺，特别涉及显影步骤所用的装置。
背景技术：
在制造电子组件时，光刻工艺是最重要的一环。如何将人眼所能识别的布局图(layout)复制到具有微米纳米等级的线路的组件上，需要依赖光刻工艺的好坏。光刻工艺一般包括以下几个步骤基板清洗、涂布光刻胶、软烘soft bake)、曝光、显影，执行后续工艺如硬烘(hard bake)、离子注入、离子处理或刻蚀、去除光刻胶。为了取得更好的光刻效果，根据现有技术改良光刻胶制法，改良步进机的曝光流程，甚至选择不同的曝光光源。
大部份的改进仍着重于光刻胶组成或曝光前后的步骤，而忽略了显影步骤对组件带来的影响。举例来说，图1A-1D是现有技术常见的显影方法。首先如图1A所示，以平台(未图示)支撑基板10，其上表面为一层已曝光的光刻胶11。在基板10上方为显影液注入器12，其以固定速率由基板10的右端向左端移动，并向基板10上方注入显影液形成显影液层14，如图1B所示。
值得注意的是，由于显影液注入器12从基板10的右端移动到左端需要一段时间，因此基板10两端显影的时间不一样。基板10越大，则基板10两端显影的时间差越大。基板10右端的光刻胶可能已产生过显影的现象，而基板10左端的光刻胶仍显影不足。这将造成基板10两端的临界尺寸(criticaldimension，CD)不一致，降低了整体工艺的成品率。而这部分损失无法通过改进曝光工艺弥补。
然后如图1C所示，由去离子水注入器15将水注入到基板10上，同时旋转基板10使水扩散至边缘。可以得知，水由基板10的中央扩散至边缘需要一段时间，造成基板10中央较早冲洗而显影不足，边缘较晚冲洗而过显影。该步骤也使基板10的中央与边缘临界尺寸不一致，也降低了整体工艺成品率。
最后，如图1D所示，卸载离子水注入器15以旋转(spin on)整块基板10方式去除基板10上的水分，留下图案化的光刻胶16。由于在该基板10上制造一道线路结构，通常需要一道以上的光刻工艺，因此，图1B及图1C步骤造成临界尺寸不一致的问题将不断累积。
因此，如何改善显影步骤所造成的在基板上的临界尺寸不一致的问题，以使得基板上的临界尺寸较为一致，成为需要努力改善的目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种显影装置及其显影方法，以避免预显影的光刻胶过显影及后显影的光刻胶显影不足的问题，并使整片基板的临界尺寸将趋于一致，大幅提高显影工艺的成品率。本发明的之一目的，在于提供一种显影装置，包括平台，用以支撑基板，且基板表面具有已曝光的光刻胶层；一流体注入器，相对于基板移动，且在第一时间注入显影液至基板上以显影已曝光的光刻胶层，并在第二时间注入流体至基板上以清洗该基板。
本发明的另一目的在于提供一种光刻机台，包括上述的显影装置及一曝光装置。
本发明的再一目的在于提供一种显影装置的显影方法，该显影装置包括用以支撑基板的平台，基板表面具有已曝光的光刻胶层及流体注入器，并相对于基板移动。该方法包括在第一时间注入显影液至基板上以显影已曝光的光刻胶层以及在第二时间注入流体至基板上以清洗基板。
为了更好的理解本发明的上述目的、特征和优点，以下将结合优选实施例和附图详细说明。
图1A-1D是现有技术的显影工艺示意图；图2A-2E是本发明实施例的显影工艺示意图；以及图3A-3C是本发明实施例的流体注入器的结构示意图。
其中，附图标记1 平台； 3 回收槽；10、20 基板； 11、21 已曝光的光刻胶；12 显影液注入器； 14、24 显影液层；
15去离子水注入器；16、26图案化的光刻胶；22流体注入器；22A、22B 子流体注入器；25流体层；31输出管；32A、32B 输入管；35A 显影液储存槽；35B 流体储存槽。
具体实施例方式
在本发明实施例中，如图2A所示，首先以平台1固定基板20。基板20上方有已曝光的光刻胶21，下方可设置回收槽3以回收未曝光的光刻胶或显影过程中使用的有机溶剂。在已曝光的光刻胶21上方即本发明的流体注入器20。
图2B所示是图2A的俯视图。基板20的材料包含透光材料(如玻璃、石英或类似的材料)、不透光材料(如硅、陶瓷或类似的材料)、或可挠性材料(如塑料、橡胶、聚酯类、聚烯类、聚酰类或类似的材料或上述的混合)，本发明的实施例是以玻璃基板为例。另外，基板20表面上的结构可以是电路结构或滤光片结构的任何一层。基板20的表面上是已曝光的光刻胶21，且基板20上为一流体注入器22，并相对于基板20移动，以注入一显影液至基板20上以显影已曝光的光刻胶21。由基板20的第一端开始注入显影液，以固定速率移动流体注入器至基板20的第二端。然而，本发明的实施例是以流体注入器22从右端移动至左端为实施例，也可以由左端移动到右端，或从其它端移动到另一端，在此并不限于此。然后如图2C所示，整片基板20上均匀涂布显影液层24。流体注入器22注入显影液至基板20的角度，实质上为45度，然而并不限于此。显影液的组成视光刻胶而定，举例来说，较佳地，正光刻胶的显影液为偏碱性的液体；负光刻胶的显影液，较佳地，为有机溶剂(如甲苯、苯、丙酮或其它溶剂或上述的混合)。
在解释后续工艺之前，以下先说明流体注入器22的详细构造。如图3A所示，流体注入器22具有数个输出管31、输入管32A、32B连接至输出管31和位于输入管32A、32B与输出管31的连接处用以控制流体注入器22注入显影液或流体的控制阀37。输入管32A连接至显影液储存槽35A，而输入管32B连接至流体储存槽。除了图3A的设计外，流体注入器22也可为图3B的设计。在图3B中，流体注入器22分为两个子流体注入器22A及22B，各自连接至显影液储存槽35A及流体注入槽35B，以分别提供显影液及流体至基板上。虽然图3B中的子流体注入器22A及22B为交替排列，但也可如图3C所示，子流体注入器22A及22B并排，或者为二者排列方式的混合搭配。
值得注意的是，若采用图3A的流体注入器22，最好在执行图2D的步骤前，先将流体注入器22移开至基板之外，执行一预注入步骤从而将输出管31残余的显影液洗去，以避免后续流体受到显影液污染。
然后如图2D所示，流体注入器22注入流体至基板20上形成流体层25清洗基板20，并与注入显影液时一样，自基板20的右端以固定速率移动至基板20的左端。本技术领域的技术人员可根据基板大小、要显影的膜层别(如金属层包含扫描线、数据线、共通电极、黑矩阵、像素电极或电路结构、介电层包含绝缘层、刻蚀终止层或保护层、有源层包括通道层或欧姆接触层、有机层包含间隙子、配向控制结构或覆盖层)、光刻胶种类等参数来调整移动速率。一般而言，流体注入器移动速度是实质上等于80mm/sec，然而，本发明的实施例并不限于此，并且，流体注入器在第一时间的移动速度可实质上与流体注入器在第二时间的移动速度相等或者不等。换句话说，流体注入器在第一时间，从基板的一端移动至另一端所需的时间可实质上与流体注入器在第二时间的移动速度相等或者不等。从基板的一端移动至另一端所需的时间，应视上面所述的理由及设计来变动。而注入流体的时间与注入显影液的时间可相同或不同，视工艺需要而定。流体注入器22注入显影液至基板20的角度，实质上小于或等于90度，较佳地，实质上等于45度，然而，并不在此限。一般常见的流体，包含水、空气或有机溶剂，或上述的组合。若采用水与空气的组合作为流体，则空气的体积比例，较佳地为实质上大于水的体积比例。若采用空气作为流体，则不会形成图2D所示的流体层25。此步骤为本发明的关键步骤，由于先显影的部份先清洗，可解决现有技术中不同部份其临界尺寸不同的问题。
最后执行图2E所示的旋干步骤，去除基板22所残留的流体并留下图案化的光刻胶26以完成整个显影工艺。在此必需说明的是，若图2D的清洗步骤采用空气或易干的有机溶剂作为流体，则不太需要执行此旋干步骤。
此外，本发明的显影装置可与曝光装置(未示出)整合成光刻机台。
另外，必需说明的是，上述实施例所述的基板的移动方向，较佳地是不同于该流体注入器的移动方向，例如流体注入器从第一方向移动至第二方向而基板不动、流体注入器不动而基板从第一方向移动至第二方向、或流体注入器从第一方向移动至第二方向而基板从第二方向移动至第一方向，但不限于此。也可与所述流体注入器的移动方向相同。
虽然以上本发明公开了几个优选实施例，但是其并不是用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以对本发明作任意的变更与修改。因此本发明的保护范围应当以下面的权利要求书所限定的范围为准。
权利要求
1.一种显影装置，其特征在于，包括一平台，用以支撑一基板，所述基板的表面具有一已曝光的光刻胶层；一流体注入器，相对于所述基板移动，且在一第一时间注入一显影液至所述基板上以显影所述已曝光的光刻胶层，并在一第二时间注入一流体至所述基板上以清洗所述基板。
2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述流体注入器包括至少一输出管；至少二输入管连接至所述输出管，且所述输入管分别提供所述显影液及所述流体到所述输出管；以及一控制阀，位于所述输出管及所述输入管的连接处。
3.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述流体注入器包括多个第一子流体注入器及多个第二子流体注入器，分别提供所述显示液及所述流体。
4.根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于，所述第一子流体注入器与所述第二子流体注入器交替排列。
5.根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于，所述第一子流体注入器与所述第二子流体注入器并排。
6.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述流体注入器注入所述显影液或所述流体至所述基板的角度实质上呈45度。
7.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述流体注入器在第一时间的速度与所述流体注入器在第二时间的速度实质上相同或不同。
8.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述流体包括水、空气、有机溶剂或上述的组合。
9.根据权利要求8所述的显影装置，其特征在于，所述流体为水与空气的组合，且空气的体积比例大于水的体积比例。
10.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述基板的移动方向与所述流体注入器的移动方向不同。
11.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还包括一回收槽位于所述平台下。
12.一种光刻机台，其特征在于，包括权利要求1所述的显影装置，和一曝光装置。
13.一种显影装置的显影方法，其特征在于，所述显影装置包括用以支撑一基板的一平台，所述基板的表面具有一已曝光的光刻胶层及一流体注入器，并相对于所述基板移动，所述方法包括在第一时间注入一显影液到所述基板上以显影所述已曝光的光刻胶层；以及在第二时间注入一流体到所述基板上以清洗所述基板。
14.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述流体注入器包括至少一输出管，以注入所述显影液或所述流体到所述基板上；至少二输入管，连接到所述输出管，且所述输入管分别提供所述显影液及所述流体到所述输出管；以及一控制阀，位于所述输出管及所述输入管的连接处。
15.根据权利要求14所述的显影装置的显影方法，其特征在于，注入所述显影液到所述基板上与注入所述流体到所述基板上之间，还包括将所述流体注入装置移开到所述基板之外并执行一预输出步骤。
16.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述流体注入器包括多个第一子流体注入器及多个第二子流体注入器，分别提供所述显示液及所述流体。
17.根据权利要求16所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述第一子流体注入器与所述第二子流体注入器交替排列。
18.根据权利要求16所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述第一子流体注入器与所述第二子流体注入器并排。
19.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述流体注入器注入所述显影液或所述流体到所述基板的角度实质上呈45度。
20.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，注入所述显影液到所述基板上的时间与注入所述流体到所述基板上的时间实质上相同或不同。
21.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述流体包括水、空气、有机溶剂或上述的组合。
22.根据权利要求21所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述流体为水与空气的组合且空气的体积比例大于水的体积比例。
23.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，还包括一旋干步骤，以去除所述基板所残留的流体。
24.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，还包括一回收槽位于所述平台下。
25.根据权利要求13所述的显影装置的显影方法，其特征在于，所述基板的移动方向与所述流体注入器的移动方向不同。
全文摘要
本发明提供一种显影装置及其显影方法，该装置包括一平台，用以支撑一基板，所述基板的表面具有一已曝光的光刻胶层；一流体注入器，相对于所述基板移动，且在一第一时间注入一显影液至所述基板上以显影所述已曝光的光刻胶层，并在一第二时间注入一流体至所述基板上以清洗所述基板。从而可预清洗预显影的光刻胶，从而避免预显影的光刻胶过显影及后显影的光刻胶显影不足的问题。经过上述的显影装置显影后，整片基板的临界尺寸将趋于一致，并可大幅改善显影工艺的成品率。
文档编号H01L21/02GK1949083SQ20061013802
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月2日 优先权日2006年11月2日
发明者王明山, 曾振助, 郑雅夫, 林明辉 申请人:友达光电股份有限公司